JP5409246B2 - インクジェット記録装置および記録ヘッドの温度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置および記録ヘッドの温度制御方法に関し、詳しくは、インクを吐出する記録ヘッドの温度、すなわち吐出するインクの温度を制御するための構成に関するものである。

従来、インクジェット記録装置では、記録ヘッドにおけるインクの温度を制御して吐出されるインク滴の体積の変動を抑制することが行われている。これにより、記録画像における濃度ムラの発生を抑制している。一方、記録ヘッドにおけるインクの温度（以下では、単に記録ヘッドの温度あるいはヘッド温度とも言う）は、インクの吐出頻度や吐出休止期間に応じて変化する。例えば、記録動作中に、記録動作の中断（回復処理、記録データの転送待ち等）が発生したとき、記録ヘッドの温度は下がり、記録中断前後の記録濃度に顕著な差が生じることがある。

このような記録ヘッドの温度変動に起因した画像の濃度ムラを防止するための構成として、特許文献１には、予め設定した、吐出が安定する吐出安定温度と記録ヘッドの温度との差を求め、その差に応じて記録ヘッドの温度制御することが記載されている。より具体的には、差が正のとき加熱を行い、差が負でその値が大きいときは非記録動作時間を長くすることが記載されている。

また、特許文献２には、記録動作を中断した後再開するときに、ヘッド温度が記録を中断した時の温度と略等しい温度になるように温度制御することが記載されている。

特開平０８−０３９８０７号公報 特開平０４−１９３５３７号公報

しかしながら、上記２つの特許文献に記載の従来の温度制御では、以下に述べるような問題を生じることがある。すなわち、特許文献２では、記録ヘッドの走査を終了して記録動作を中断するとき、その終了時のヘッド温度が、次の記録時における温度制御の目標温度となる。従って、例えば濃度の高い、つまり吐出頻度の高い画像を記録する走査によってヘッド温度が上昇すると、その上昇した走査終了時の温度を目標とした制御が行われ、ヘッド温度がさらに高温になり易くなる。

図１２（ａ）は、特許文献２に記載の温度制御において比較的濃度の高い画像を記録中に、記録データの転送待ち等で記録中断があるときのヘッド温度の変動を時間の経過とともに示す図である。濃度の高い画像を記録する場合、そのための吐出頻度が高くなりヘッド温度の上昇が大きくなる。このため、同図に示す例では、最初の３回の記録動作（走査）で約５０℃までヘッド温度が上昇する。その後、記録データの転送待ち等の記録中断があると、その吐出動作の休止によってヘッド温度が比較的大きく低下する。そして、その後のヘッド温度制御では、記録中断時（直前の走査終了時）のヘッド温度である５０℃を目標温度として加熱を行い、記録を再開する。その記録でも、記録濃度が高いと、再開した走査でもヘッド温度が上昇する。このように記録する画像の濃度が高い場合は、上述した温度変化を繰り返すことになり、ヘッド温度が益々上昇することになる。

また、特許文献１では、走査終了時のヘッド温度が所定の吐出安定温度よりも低い場合は、次の走査の前に吐出安定温度まで加熱する。従って、記録する画像の濃度が低くて走査によってヘッド温度が比較的大きく低下する場合は、その低下した走査終了時のヘッド温度と、吐出安定温度まで加熱して得られる次の走査開始時のヘッド温度との差が大きくなり、走査間の画像に大きな濃度差が発生する。

図１２（ｂ）は、特許文献１に記載のヘッド温度制御おいて、濃度の低い画像を記録した時のヘッド温度の変動を示す図である。この例では、吐出安定温度は４０℃としている。吐出安定温度の４０℃まで上昇したヘッド温度は、濃度の低い画像、すなわち、吐出頻度が低い画像を記録することによってヘッド温度が低下する。図１２（ｂ）に示す例では、１回の走査で約４０℃から３２℃まで８℃低下する。そして、再び１回の走査が終了した後、次の走査の前に吐出安定温度である４０℃まで加熱する。このようにして、走査終了時のヘッド温度（３２℃）と次の記録走査開始時ヘッド温度すなわち吐出安定温度（４０℃）との差が比較的大きい８℃となる。その結果、走査ごとにヘッド温度の差に起因した濃度ムラが生じる。

一方、特許文献１のヘッド温度制御において、走査終了時のヘッド温度が所定の吐出安定温度より高い場合も、同様の濃度ムラを生じることがある。すなわち、走査終了時のヘッド温度が吐出安定温度よりもより高い場合は、非記録動作時間を長くしてヘッド温度を下げる。従って、記録濃度が高い場合も走査終了時のヘッド温度と走査開始時のヘッド温度との差が大きくなり、画像に濃度ムラが発生し易くなる。

図１２（ｃ）は特許文献１において、記録濃度の高い画像を記録した時のヘッド温度の変動を示す図である。記録濃度の高い画像を記録することによって吐出頻度が高くなり、その走査によってヘッド温度が上昇する。図１２（ｃ）に示す例では、１回の走査でヘッド温度が８℃上昇している。この走査終了時のヘッド温度（４８℃）が吐出安定温度より高いため、走査後の非記録動作時間を長くしてヘッド温度がさがる（４０℃）まで記録を休止する。その結果、走査終了時のヘッド温度（４８℃）と次の走査開始時ヘッド温度（４０℃）との差が比較的大きな８℃となり、ヘッド温度差による濃度ムラが発生し易くなる。

以上のように、従来のヘッド温度の制御は、いわば吐出安定温度という一定の温度や走査終了時のヘッド温度を、次の記録時の温度制御における目標温度とするものである。その結果、ヘッド温度制御によるヘッド温度の変動が大きくなり易いという問題がある。

本発明の目的は、制御目標温度を適切な範囲の温度とすることにより、ヘッド温度が極端に上昇せず、また、ヘッド温度の変動による濃度ムラを抑制できるインクジェット記録装置および記録ヘッドの温度制御方法を提供することである。

そのために本発明では、インクを吐出するための吐出口を備えた記録ヘッドを記録媒体に対して走査して記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドの温度に係る情報を取得するヘッド温度取得手段と、前記ヘッド温度取得手段が取得した情報が示す当該開始する走査の前の走査の走査終了時の記録ヘッドの温度に基づく温度を目標温度とし、前記記録ヘッドの走査開始時に前記記録ヘッドの温度が前記目標温度となるように前記記録ヘッドの温度を変化させる温度制御手段と、を具え、前記温度制御手段は、前記ヘッド温度取得手段が取得した情報が示す前記走査終了時の記録ヘッドの温度が当該記録ヘッドの吐出安定温度より高い場合において前記記録ヘッドの昇温が抑制されるように、前記走査終了時の記録ヘッドの温度より前記所定温度低い温度を前記目標温度とすることを特徴とする。

以上の構成によれば、走査開始時に記録走査終了時のヘッド温度を基準に所定温度値だけ異ならせた温度を目標温度として温度制御するので、適切な記録ヘッド温度範囲で濃度ムラが抑制された記録を行うことができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。 図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係わる記録ヘッドの温度制御示すフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、記録濃度が高い画像と低い画像をそれぞれ記録中にデータの転送待ち等で記録中断があったときのヘッド温度の変化を時間の推移とともに示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係わる記録ヘッドの温度制御を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る、新しい記録媒体を給紙するときに実行されるヘッド温度の制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る図３（ａ）および（ｂ）に示した制御を実行し、給紙時に図６に示した温度制御を行わない場合のヘッド温度の変化を、比較のために示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る、ヘッド温度の変化を時間の経過とともに示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る、記録走査開始時のヘッド温度制御を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に係るヘッド温度制御の処理を示すフローチャートである。 第５実施形態の温度制御によるヘッド温度の変化を示す図である。 （ａ）は特許文献２の温度制御において濃度の高い画像を記録中に記録中断があるときのヘッド温度の変動を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は特許文献１の温度制御おいてそれぞれ濃度の低い画像および高い画像を記録した時のヘッド温度の変動を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。同図において、１０１は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクをそれぞれ収容するインクタンクを示す。これらインクタンクの図中下側にはそれぞれ対応するインクを吐出する記録ヘッド１０２が接続されている。各インクの記録ヘッド１０２には複数の吐出口（不図示）の配列が設けられている。１０３は紙送りローラを示し、補助ローラ１０４とともに記録媒体Ｐを押さえながら図の矢印の方向に回転し、これにより、記録媒体Ｐを図中Ｙ方向に搬送する。また、１０５は給紙ローラを示し、ローラ１０３、１０４と同様、記録媒体Ｐを押さえつつ回転して記録媒体Ｐの給紙を行う。１０６はキャリッジを示し、上記４つのインクタンクとそれらに接続する記録ヘッドを搭載して図中Ｘ方向に移動することができる。

記録待機時に、ホームポジションｈの位置にあるキャリッジ１０６は、記録開始命令があると図中Ｘ方向で示される主走査方向に移動しながら記録ヘッド１０２の走査を行い、この走査の間に記録ヘッドの複数の吐出口から記録媒体Ｐにインクを吐出して記録を行う。ホームポジションとは反対側に位置する記録媒体端部までの走査が終了すると、紙送りローラ１０３などによって記録媒体Ｐを所定量搬送するとともに、キャリッジ１０６は元のホームポジションに戻り、再びＸ方向への走査を繰り返す。

図２は、図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。図２に示すように、本制御構成は、メインバスライン２０５に対して夫々アクセスする画像入力部２０３、それに対応する画像信号処理部２０４、ＣＰＵ２００などのソフト系処理部を有する。また、本制御構成は、操作部２０６、回復系制御回路２０７、ヘッド温度制御回路２１４、ヘッド駆動制御回路２１５、主走査方向へのキャリッジ駆動制御回路２１６、副走査方向への紙送り制御回路２１７などのハード系処理部を有する。ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２０１およびＲＡＭ２０２を利用して、画像入力部２０３に入力する画像データを記録ヘッド１０２を駆動するための記録データを生成する。そして、この記録データに基づき記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う。また、ＲＡＭ２０２内には、予め記録ヘッドの回復タイミングチャートを実行するプログラムが格納されており、必要に応じて予備吐出条件等の回復条件を回復系制御回路２０７、記録ヘッド、保温ヒータ等に与える。回復系モータ２０８は、記録ヘッド１０２とこれに対向離間するクリーニングブレード２０９やキャップ２１０、吸引ポンプ２１１を駆動する。ヘッド駆動制御回路２１５は、上述した記録ヘッド１０２の駆動に際して、記録データに基づいて記録ヘッド１０２を駆動してインク吐出を行なわせる。

ＣＰＵ２００は、図３（ａ）および（ｂ）などにて後述される記録ヘッドの温度制御を実行する。その際、記録ヘッドの電気熱変換体（吐出ヒータ）に吐出に至らない程度のパルスを印加してインクを加熱する。また、別の構成として、記録ヘッド１０２のインク吐出用の電気熱変換体が設けられている基板に保温ヒータ（サブヒータ）が設けられており、このヒータを駆動することにより、記録ヘッド内のインクを加熱することもできる。また、ダイオードセンサ２１２は、同様に上記基板に設けられており、実質的な記録ヘッド内部のインク温度を測定することができる。このダイオードセンサ２１２を用いて、後述されるように記録走査終了時や記録走査開始前のヘッド温度を取得することができる。すなわち、ダイオードセンサ２１２はヘッド温度取得部を構成する。なお、保温ヒータおよびダイオードセンサ２１２は、基板以外に設けられていても良く、例えば、記録ヘッドの周囲の近傍に設けられてもよい。

以上の装置構成に基づく、本発明のいくつかの実施形態について以下に説明する。なお、以下で説明する温度制御は、図１にて上述した、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出するそれぞれの記録ヘッドごとに行われるものとするが、本発明の適用はこの形態に限られないことはもちろんである。例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出するそれぞれの吐出口列を一体に構成した１つの記録ヘッドに対して、本発明の温度制御を適用してもよい。この場合、例えば、検出される記録ヘッドの温度上昇は、上記複数種類のインクを吐出することによるものとなる。

（第１の実施形態）
図３（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係わる記録ヘッドの温度制御示すフローチャートである。

本実施形態のヘッド温度制御は、先ず、同図（ａ）に示すように、記録ヘッドの１回の走査が終了すると、ステップＳ３０１で、記録終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈを取得する。

次に、次の走査に係る記録走査開始指令があると、同図（ｂ）に示す処理を起動し、先ずステップＳ４０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔを取得する。そして、ステップＳ４０２で、記録走査終了時に取得したヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、本実施形態の記録ヘッドの吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下（第１の所定温度以下）か否かを判断する。吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅは、記録ヘッドの構造やインクの種類などに依存するものであり、インク吐出が最も安定する温度である。本実施形態では、４０℃とする。

ステップＳ４０２で、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下であると判断されときは、ステップＳ４０３で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈ＋ΔＴに設定する。そして、ステップＳ４０４で、ヘッド温度をＴｔａｒｇｅｔまで加熱して、記録走査を開始する。なお、本実施形態では、記録ヘッドの加熱は、記録ヘッドの吐出ヒータに対して吐出に至らないエネルギーのパルスを印加することにより行う。

上記ΔＴは、このΔＴを用いて設定された目標ヘッド温度Ｔｔａｒｇｅｔのヘッド温度制御をして記録した場合に、その記録走査による記録濃度と前回の走査による記録濃度との間に濃度差（濃度ムラ）が、実質的に検知できない温度である。表１は、本実施形態におけるΔＴと濃度ムラの発生（顕著に検知される場合：×、わずかに検知される場合：△、実質上検知されない場合：○）との関係を示している。

表１から、ΔＴが５℃より大きくなると記録画像に濃度ムラが発生する。従って、本実施形態では、ΔＴを５℃に設定する。

図３（ｂ）を再び参照すると、ステップＳ４０２で、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下ではないと判断したときは、ステップＳ４０５で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈ−ΔＴに設定する。そして、ステップＳ４０６で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いか否かを判断する。

ステップＳ４０６で、記録走査開始温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いと判断したときは、ステップＳ４０４で、ヘッド温度をＴｔａｒｇｅｔまで加熱し、その後記録走査を開始する。ステップＳ４０６で、記録走査開始温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低くないと判断したときは、加熱を行わずに記録走査を開始する。

図４（ａ）は、吐出安定温度であるヘッド温度４０℃の記録ヘッドが、記録濃度の高い画像を記録中にデータの転送待ち等で記録中断があったときのヘッド温度の変化を時間の推移とともに示す図である。同図において、本実施形態のヘッド温度変化を「細線」で示し、特許文献２に記載の従来制御によるヘッド温度変化を「太線」で示している。また、図中のａ_xyは記録動作（走査）、ｂ_xyは非記録動作、ｃ_xyは加熱のそれぞれ時間領域を示している。

記録濃度の高い画像を記録することにより、１回の走査における吐出頻度が高くなり、記録走査によるヘッド温度の上昇が比較的大きくなる。領域ａ₁₁では、記録走査によってヘッド温度が４４℃まで上昇する。これにより、図３（ａ）に示したステップＳ３０１で、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈとして４４℃を取得する。

次に、領域ｂ₁₁では、記録ヘッドを走査開始位置へ戻す移動を行い、この被記録動作によってヘッド温度が１℃下がる。これにより、図３（ｂ）に示したステップＳ４０１では、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔとして、Ｔｆｉｎｉｓｈ（４４℃）−非記録期間の降下温度（１℃）＝４３℃を取得する。そして、ステップＳ４０２で、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（４４℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）以下でないと判断される。そして、ステップＳ４０５で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが、Ｔｔａｒｇｅｔ＝Ｔｆｉｎｉｓｈ（４３℃）−ΔＴ（５℃）＝３８℃に設定される。しかし、ステップＳ４０６で、記録走査開始温度Ｔｓｔａｒｔ（４３℃）が、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ（３８℃）より低くない、つまり目標温度以上と判断されるから、加熱を行わず次の領域ａ₁₂記録捜査を開始する。

その後は、領域ａ₁₂〜ａ₁₃まで上記と同様に記録開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔより低くないと判断されるため、加熱を行わずに次の記録走査を行う。

領域ａ₁₃では、記録走査によってヘッド温度が５０℃まで上昇する。これにより、ステップＳ３０１で、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈとして５０℃を取得する。次の非記録領域ｂ₁₃は、記録動作領域ａ₁₃終了後、画像データの転送待ち等で記録動作が中断している領域である。この記録中断によって比較的大きく記録ヘッドの温度が下がる。これにより、ステップＳ４０１で、記録ヘッド開始前のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔとして、３２℃を取得する。そして、ステップＳ４０２では、領域ａ₁₃の記録動作の終了時に取得した終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（５０℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）よりも高いと判断される。これにより、ステップＳ４０５では、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが、Ｔｔａｒｇｅｔ＝Ｔｆｉｎｉｓｈ（５０℃）−ΔＴ（５℃）＝４５℃に設定される。そして、ステップＳ４０６では、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔ（３２℃）が、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ（４５℃）よりも低いと判断される。次に、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔ（３２℃）が、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ（４５℃）よりも低いと判断されるため、加熱領域ｃ₁₁では、ステップＳ４０４により目標温度Ｔｔａｒｇｅｔである４５℃まで加熱を行い、次の記録領域ａ₁₄の記録走査を開始する。

このように、データ待ちなどによる記録中断後、記録を再開するときのヘッド温度は４５℃となり、記録中断時のヘッド温度より５℃低い温度となる。その後の動作は上記一連の動作と同様である。以上のとおり、本実施形態では記録濃度の高い画像を記録した場合でも、従来に比べ、記録ヘッドの昇温を抑えることができる。

図４（ｂ）は、吐出安定温度であるヘッド温度４０℃の記録ヘッドが、記録濃度の低い画像を記録したときのヘッド温度の変化を時間の推移とともに示す図である。同図は、本実施形態のヘッド温度変化を「実線」で示し、特許文献１に記載の従来の温度制御によるヘッド温度変化を破線で示している。

記録濃度の低い画像を記録することによって、１回の走査にける吐出頻度が低くなり、記録走査によってヘッド温度が下がることが多い。特に、いわゆるマルチパス記録などのように１つの画像を複数回の走査に分けて記録する場合や、走査速度が遅い場合には、ヘッド温度は下がり易くなる。なお、図中のａ_xy、ｂ_xy、ｃ_xyは、図４（ａ）の例と同様の意味を持つ。

記録領域ａ₂₁では、記録走査によってヘッド温度が３２℃まで下がる。これにより、図３（ａ）に示したステップＳ３０１では、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈとして３２℃を取得する。

次に、非記録動作領域ｂ₂₁では、記録ヘッドの移動方向の反転を行い記録開始位置まで戻る移動を行い、これにより、ヘッド温度が１℃下がる。これにより、図３（ｂ）に示したＳ４０１では、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔとして３１℃を取得する。さらに、ステップＳ４０２で、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（３２℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）以下と判断され、ステップＳ４０３で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが、Ｔｔａｒｇｅｔ＝Ｔｆｉｎｉｓｈ（３２℃）＋ΔＴ（５℃）＝３７℃に設定される。

次に、加熱領域ｃ₂₁では、ステップＳ４０４によって目標温度Ｔｔａｒｇｅｔである３７℃まで加熱を行い、次の記録走査ａ₂₂を開始する。このように、連続する記録走査と記録走査の間のヘッド温度の差は、Ｔｔａｒｇｅｔ−Ｔｆｉｎｉｓｈ＝５℃に保たれ、走査間での記録濃度の差（濃度ムラ）は発生しない。その後の動作は上記一連の動作と同様である。

以上から本実施形態では記録濃度の低い画像を記録した場合でも、従来に比べ、記録走査終了時のヘッド温度と記録走査開始時のヘッド温度の差を５℃以内に抑えることができ、画像ムラの発生を防具ことができる。

以上のとおり、本実施形態によれば、前の走査の記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈについて、このヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅより高いときは、ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈから温度値ΔＴだけ下げた温度を目標温度とする。一方、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅより低いときは、ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈから温度値ΔＴだけ上げた温度を目標温度とする。これにより、記録濃度の高い画像を記録した場合の記録ヘッドの昇温を抑制できる。また、記録走査終了時のヘッド温度と次の記録走査開始時のヘッド温度の差を５℃以内とすることができるので、記録走査間での濃度ムラの発生を防止できる。なお、記録終了時ヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが高いか低いかを判断するための基準となる温度は、上記のような吐出安定温度に限られないことはもちろんである。例えば、記録ヘッドの吐出安定温度に加え、記録することが多い画像の濃度、すなわち、走査における記録ヘッドの吐出頻度を考慮して、上記基準となる温度を設定してもよい。また、次の実施形態に示すように、目標温度を求める際の基準とするものが、温度に限られるものでもない。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、記録走査終了時のヘッド温度に応じて目標温度を異ならせるものとした。これに対し、本発明の第２の実施形態は、１回の走査分の記録ドット数をカウントし、そのカウント値に応じて、記録走査終了時のヘッド温度に対して所定温度値ΔＴを加えるかまたは減じるかを決定し目標温度を求めるものである。すなわち、記録ドット数は、ヘッド温度に関する情報であり、１回の記録ヘッドの走査でその記録ヘッドに配列する複数の吐出口から吐出されるインク滴の数の合計、つまり吐出回数の合計であり、１回の走査における吐出頻度に該当する。従って、このドットカウント部は、温度情報取得部に相当する。

図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係わる記録ヘッドの温度制御を示すフローチャートである。

図５（ａ）に示すように、１回の走査を終了すると本処理が起動され、ステップＳ７０１で、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈを取得する。次に、ステップＳ７０２で、本処理が起動される前の１回の走査で記録したドット数（Ｎｄｏｔ）をカウントし、本処理を終了する。

次に、上記走査が終了した後の次の記録走査開始時に図５（ｂ）に示す処理が実行される。すなわち、記録走査開始命令があると本処理が起動されると、先ず、ステップＳ８０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔを取得する。

次に、ステップＳ８０２で、記録走査終了時にカウントしたドット数（Ｎｄｏｔ）が所定値である閾値Ｎｔａｒｇｅｔよりも少ないか否かを判断する。この閾値Ｎｔａｒｇｅｔは、記録ヘッド構成や環境温度に依存するものであり、吐出の安定する目標温度から記録走査を始めたときに、１回の走査で丁度温度変化が起こらないで記録できるドット数である。表２は、本実施形態における、目標温度から記録走査を始めたときに１回の走査で記録するドット数とヘッド温度の変化との関係を示している。

表２から、本実施形態の閾値Ｎｔａｒｇｅｔは１００００ドットに設定する。

再び図５（ｂ）を参照すると、ステップＳ８０２で、カウント値Ｎｄｏｔが閾値Ｎｔａｒｇｅｔ（１００００ドット）以下（所定値以下）であると判断すると、ステップＳ８０３で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、Ｔｆｉｎｉｓｈ＋ΔＴに設定する。ここで、ΔＴは第１の実施形態と同様の値である。そして、ステップＳ８０４で、ヘッド温度をＴｔａｒｇｅｔまで加熱し、その後記録走査を開始する。

ステップＳ８０２で、カウント値Ｎｄｏｔが閾値Ｎｔａｒｇｅｔ（１００００発）以下ではないと判断すると、ステップＳ８０５で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、Ｔｆｉｎｉｓｈ−ΔＴに設定する。そして、ステップＳ８０６で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いか否かを判断する。

ステップＳ８０６で、記録走査開始温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いと判断すると、ステップＳ８０４で、ヘッド温度をＴｔａｒｇｅｔまで加熱し、その後記録走査を開始する。ステップＳ８０６で、記録走査開始温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低くないと判断すると、加熱を行わずに記録走査を開始する。

以上の本実施形態によるヘッド温度制御によれば、ヘッド温度の時間変化は、第１の実施形態で示した図４（ａ）および（ｂ）と同様の変化を示す。濃度が高い画像を記録する例を示す図４（ａ）の、記録領域ａ₁₁，ａ₁₂，ａ₁₃の記録開始に際して、第１の実施形態では、図３（ｂ）のステップＳ４０２で、常に記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下ではないという判断が行なわれる。この判断の代わりに本実施形態では、濃度が高い画像を記録するときは、同じ記録領域の開始に際して、ステップＳ８０２で、常にカウント値Ｎｄｏｔが閾値Ｎｔａｒｇｅｔ以下ではないという判断が行なわれる。その後の処理は第１の実施形態と同様であるためヘッド温度の時間変化は第１の実施形態と同様の様子を示す。

また、濃度が低い画像記録している図４（ｂ）でも、濃度の高い場合と逆の判断がなされるため本実施形態のヘッド温度の時間変化は第１の実施形態と同様の様子を示す。したがって、本実施形態は第１の実施形態と同様の効果が得ることができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、第１の実施形態の温度制御に加え、新しい記録媒体に記録を行う前に記録ヘッドの温度を吐出安定温度まで加熱するものである。通常、１枚の記録媒体に対する記録を終了すると、次の新しい記録媒体に対して記録を開始するまでに、排紙、給紙動作などで一定の時間を要する。従って、記録ヘッドの温度は、新しい記録媒体に記録を開始するまでの時間で、環境温度との関係に応じて低下することが多い。

図６は、本発明の第３の実施形態に係る、新しい記録媒体を給紙するときに実行されるヘッド温度の制御を示すフローチャートである。

記録媒体の給紙を実行すると本処理が起動され、先ず、ステップＳ９０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔを取得する。次に、ステップＳ９０２で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅよりも低いか否かを判断する。

ステップＳ９０２で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅより低いと判断すると、ステップＳ９０３で、記録ヘッドを吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（第２の所定温度）まで加熱し、その後に記録走査を開始する。一方、ステップＳ９０２で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅより低くないと判断すると、加熱を行わずに記録走査を開始する。

図７は、第１の実施形態に係る図３（ａ）および（ｂ）に示した制御を実行し、給紙時に図６に示した温度制御を行わない場合のヘッド温度の変化を、比較のために示すフローチャートである。図７に示す例は、給紙時にヘッド温度が環境温度の２０℃まで下がっている例を示している。また、図中、ａ_xy、ｂ_xy、ｃ_xyは、第１の実施形態に係る図４（ａ）および（ｂ）に示したものなどと同様の意味を持つ。

記録媒体の給紙を行った後、記録動作領域ａ₃₁では、記録走査によってヘッド温度が２２℃まで上昇する。これにより、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈとして２２℃を取得する。次に、非記録領域ｂ₃₁では、記録ヘッドの移動方向を反転してもとの走査開始位置に戻り、その非記録時間によってヘッド温度が１度下がる。これにより、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔとして、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（２２℃）−非記録期間の降下温度（１℃）＝２１℃を取得する。その後、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（２２℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）よりも低いと判断され、目標温度が、Ｔｔａｒｇｅｔ＝Ｔｆｉｎｉｓｈ（２２℃）＋ΔＴ（５℃）＝２７℃に設定される。これにより、加熱領域ｃ₃₁で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔである２７℃まで加熱を行い、次の記録走査ａ₃₂を開始する。以上の領域ａ₃₁〜ｃ₃₁の処理と同様のものが領域ｃ₃₃まで繰り返されている。このように、ヘッド温度は、上記領域ａ₃₁〜ｃ₃₁の処理が３回繰り返されることで、吐出安定温度である４０℃を上回り、領域ａ₃₄から、第１の実施形態係る図４（ａ）で示した１連の温度変化となる。

以上のとおり、給紙時のヘッド温度制御を実施しない第１の実施形態では、画像ムラの観点からΔＴ（５℃）までしか加熱できない。このため、ヘッド温度が吐出安定温度に対して大きく離れている、給紙の際には、吐出安定温度を超えるまでに何度か繰り返し記録走査を行う必要がある。この場合、記録ヘッドの構成やインクの種類によっては、吐出の安定する吐出安定温度に達するまでの数回の走査において、吐出が安定しないことがある。また、隣接する記録走査間で生じる濃度ムラの発生は防止できるが、複数回の走査で記録する画像の、前半の走査領域と後半の走査領域で徐々に色が変化することがある。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る、ヘッド温度の変化を時間の経過とともに示す図である。図７に示す例と同様、ヘッド温度は、給紙時に環境温度の２０℃までが下がっている例を示している。また、図中のａ_xy、ｃ_xyは、第１の実施形態と同様の意味を持つ。

図６に示す制御に従い、記録媒体の給紙を行った後、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔである２０℃を取得する。さらに、記録開始時温度Ｔｓｔａｒｔ（２０℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）よりも低いと判断し、ヘッド温度を吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅである４０℃まで加熱を行い、次の記録走査ａ₄₁を開始する。その後は、第１の実施形態で示した一連の温度変化となる。

以上から、本実施形態では、給紙された新しい記録媒体に対する１回目の記録走査の前に、吐出安定温度である４０℃まで加熱してから通常の記録動作を行う。これにより、吐出状態がヘッド温度の影響を受けやすいヘッド構成やインク種類において、吐出の安定しないヘッド温度で記録走査を行う状態を回避でき、吐出が安定する。これとともに、複数回の記録走査による画像の前半領域と後半領域との間の濃度の変化が低減された画像を記録することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、第１の実施形態に係るヘッド温度制御に加え、記録走査中に記録ヘッドを環境温度よりも高い所定温度（第３の所定温度）に保温する温度制御を行うものに関する。走査中に記録ヘッドを保温する手段としては、記録ヘッドの吐出口近傍に設けられた、吐出口付近のインクを温めるための保温ヒータや、記録に使用しない吐出口のヒータに吐出に至らない熱エネルギーを与えるものなどがある。本実施形態ではどの保温手段も用いることができる。

本実施形態における、記録走査終了時の温度制御は、第１の実施形態に係る図３（ａ）と同様であり、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈを取得する。

図９は、本発明の第４の実施形態に係る、記録走査開始時のヘッド温度制御を示すフローチャートである。本実施形態は、上述したように、走査中に記録ヘッドの保温を行うことから、記録濃度が低い画像を記録する場合でも、記録ヘッドの温度の低下はない。すなわち、本実施形態による温度制御によれば、記録する画像の濃度に拘わらず、第１実施形態に係る図４（ａ）に示すように温度変化を示す。このため、本実施形態の温度制御は図９に示すものとなる。

図９は、本発明の第４の実施形態に係るヘッド温度制御を示すフローチャートである。

記録走査開始命令があると本処理が起動され、先ず、ステップＳ１２０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔを取得する。次に、ステップＳ１２０２で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、Ｔｆｉｎｉｓｈ−ΔＴに設定する。ΔＴは第１実施形態にて説明した値と同様の値である。次に、ステップＳ１２０３で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いか否かを判断する。

ステップＳ１２０３で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低いと判断すると、ステップＳ１２０４で、ヘッド温度を目標温度Ｔｔａｒｇｅｔになるまで加熱し、記録走査を開始する。一方、ステップＳ１２０３で、記録走査開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔよりも低くないと判断すると、加熱を行わずに記録走査を開始する。

以上の本実施形態によれば、記録走査中、保温のために熱エネルギーを追加しているため、ヘッド温度の変化は、記録する画像の濃度に依らず、図４（ａ）に示すものと同様、常に記録走査によってヘッド温度が上昇する変化を示す。また、記録走査中、保温のために熱エネルギーを追加していることから、図４（ａ）に示す１回の記録走査でのヘッド温度の上昇がさらに大きくなり、本発明による効果がより得やすくなる。

また、第３の実施形態に関して説明した、新たな記録媒体の給紙を行うときに、記録ヘッドの温度を吐出安定温度まで加熱する温度制御を、本実施形態と組み合わせることもできる。これにより、給紙後の吐出の安定しないヘッド温度で記録走査を行うことがなく吐出が安定し、複数回記録走査した前半の走査領域と後半の走査領域との間で濃度の変化も低減することができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、記録ヘッドの温度を下げる冷却機構を用いたヘッド温度制御に関し、冷却機構として冷却ファンを用いるものである。本実施形態における、記録走査終了時の制御では、第１実施形態に関して図３（ａ）示したのと同様、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈを取得する。

図１０は、本発明の第５の実施形態に係るヘッド温度制御の処理を示すフローチャートである。

記録走査開始命令が出ると、ステップＳ１３０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔを取得する。次に、ステップＳ１３０２で、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下か否かを判断する。

記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下であると判断すると、記録走査を開始する。一方、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈが、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ以下でないと判断すると、ステップＳ１３０３で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔを、Ｔｆｉｎｉｓｈ−ΔＴ℃に設定する。個々で、ΔＴの値は第１の実施形態と同じ５℃である。

次に、ステップＳ１３０４で、記録開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔより低いか否かを判断する。記録開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔより低いと判断すると、記録走査を開始する。一方、記録開始時温度Ｔｓｔａｒｔが、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔより低くないと判断すると、ステップＳ１３０５で、冷却ファンを用いて、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔまで記録ヘッドを冷却し、その後記録走査を開始する。

図１１は、本実施形態の温度制御によるヘッド温度の変化を示す図である。図中、ａ_xyは記録走査、ｂ_xyは非記録、ｄ_xyは冷却をそれぞれ行っている時間領域を示している。

記録領域ａ₄₁では、記録走査によってヘッド温度が４８℃まで上昇し、これにより、ステップＳ３０１で、記録走査終了時のヘッド温度Ｔｆｉｎｉｓｈとして４８℃を取得する。次に、非記録動作領域ｂ₄₁では、記録ヘッドの移動方向を反転して走査開始位置に戻るための移動を行い、それによって、ヘッド温度が１℃低下する。これにより、ステップＳ１３０１で、記録走査開始時のヘッド温度Ｔｓｔａｒｔとして、Ｔｆｉｎｉｓｈ（４８℃）−非記録期間の降下温度（１℃）＝４７℃を取得する。その後、ステップＳ１３０２で、記録走査終了時温度Ｔｆｉｎｉｓｈ（４８℃）が、吐出安定温度Ｔｓｔａｂｌｅ（４０℃）よりも低くないと判断され、ステップＳ１３０３で、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔが、Ｔｔａｒｇｅｔ＝Ｔｆｉｎｉｓｈ（４８℃）−ΔＴ（５℃）＝４３℃に設定される。次に、ステップＳ１３０４で、記録捜査開始時温度Ｔｓｔａｒｔ（４７℃）が、目標温度Ｔｔａｒｇｅｔ（４３℃）より低くないと判断され、ステップＳ１３０５で、冷却ファンを駆動してヘッド温度をＴｔａｒｇｅｔまで冷却する。そして、次の記録走査領域ａ₄₂の記録走査を開始する。その後、同様な処理が繰り返される。

従来、記録走査によって大きくヘッド温度が上昇した場合、図１２（ｃ）に示したように、非記録時間を長くし、吐出安定温度付近までヘッド温度を下げることを行っていた。そして、その結果として、記録走査終了時と記録走査開始時のヘッド温度の差が大きくなり濃度ムラが発生していた。また、冷却ファンを使用して、走査と走査の間に吐出安定温度まで記録ヘッドを冷却した場合でも濃度ムラが発生する。

これに対し、以上の第５実施形態によれば、記録走査によって大幅にヘッド温度が上昇した場合でも記録走査終了時のヘッド温度から所定量ΔＴだけ低い温度を目標温度とする。これにより、記録走査終了時と記録走査開始時のヘッド温度の差をΔＴ以内にすることができ、各走査で記録される画像の間の濃度ムラを低減することができる。

１０２ 記録ヘッド
１０６ キャリッジ
２００ ＣＰＵ
２０１ ＲＯＭ
２０２ ＲＡＭ
２１２ ダイオードセンサ
２１４ ヘッド温度制御回路
２１５ ヘッド駆動制御回路
２１６ キャリッジ駆動制御回路
２１７ 紙送り制御回路

Claims (9)

1. インクを吐出するための吐出口を備えた記録ヘッドを記録媒体に対して走査して記録を行うインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドの温度に係る情報を取得するヘッド温度取得手段と、
   前記ヘッド温度取得手段が取得した情報が示す当該開始する走査の前の走査の走査終了時の記録ヘッドの温度に基づく温度を目標温度とし、前記記録ヘッドの走査開始時に前記記録ヘッドの温度が前記目標温度となるように前記記録ヘッドの温度を変化させる温度制御手段と、
   を具え、
   前記温度制御手段は、前記ヘッド温度取得手段が取得した情報が示す前記走査終了時の記録ヘッドの温度が当該記録ヘッドの吐出安定温度より高い場合において前記記録ヘッドの昇温が抑制されるように、前記走査終了時の記録ヘッドの温度より前記所定温度低い温度を前記目標温度とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記温度制御手段は、
   前記走査終了時の記録ヘッドの温度が前記吐出安定温度以下の場合に、前記走査終了時の記録ヘッドの温度より所定温度高い温度を前記目標温度とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記ヘッド温度取得手段は、前記前の走査における前記記録ヘッドの吐出回数を前記温度情報として取得することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記温度制御手段は、さらに、
   記録媒体が給紙されるときに、前記記録ヘッドの温度を当該記録ヘッドの吐出安定温度まで変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記温度制御手段は、さらに、
   記録ヘッドが記録媒体に対して走査されるとき、前記記録ヘッドを環境温度よりも高い温度で保温することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記ヘッド温度取得手段が取得した情報が示す前記走査開始前の前記記録ヘッドの温度が、前記目標温度よりも低いとき、前記温度制御手段は、前記走査開始時の前記記録ヘッドの温度が前記目標温度となるように前記記録ヘッドの加熱を行い、
   前記ヘッド温度取得手段した情報が示す前記走査開始前の前記記録ヘッドの温度が、前記目標温度以上のとき、前記温度制御手段による前記記録ヘッドの加熱を行わずに前記記録ヘッドの走査を開始する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記記録ヘッドは、複数の前記吐出口に対応して設けられ、インクを吐出するための熱を発生する複数のヒータを有し、
   温度制御手段は、前記複数のヒータから前記インクの吐出に至らない程度の熱を発生させることにより前記記録ヘッドの温度を変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記記録ヘッドは、複数の前記吐出口に対応して設けられ、インクを吐出するための熱を発生する複数のヒータと、前記インクの温度を調整するためのサブヒータと、を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. インクを吐出するための吐出口を備えた記録ヘッドを記録媒体に対して走査して記録を行うインクジェット記録装置における記録ヘッドの温度制御方法において、
   前記記録ヘッドの温度に係る情報を取得するヘッド温度取得工程と、
   前記ヘッド温度取得工程で取得した情報が示す当該開始する走査の前の走査の走査終了時の記録ヘッドの温度に基づく温度を目標温度とし、前記記録ヘッドの走査開始時に前記記録ヘッドの温度が前記目標温度となるように前記記録ヘッドの温度を変化させる温度制御工程と、
   を有し、
   前記温度制御工程では、前記ヘッド温度取得工程で取得した情報が示す前記走査終了時の記録ヘッドの温度が当該記録ヘッドの吐出安定温度より高い場合において前記記録ヘッドの昇温が抑制されるように、前記走査終了時の記録ヘッドの温度より前記所定温度低い温度を前記目標温度とすることを特徴とする記録ヘッドの温度制御方法。

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